Literaturrecherche zu: Neue Sonderprüfverfahren zur mechanischen Charakterisierung von Nano-Composites

Untersuche die Möglichkeiten einer spannenden Prüfmethodik in einer Literaturrecherche mit schneller und unabhängiger Bearbeitung.

Prinzipieller Aufbau des AFM (oben) und beispielhafte Aufnahme eines Polymerblends (PP/EPDM) mittels AFM (unten) | Bild: IKV

Thema der Arbeit:
Aufgrund der steigenden Anforderungen an Werkstoffen hinsichtlich Recyclingfähigkeit, Verarbeitbarkeit und beispielsweise mechanischen Eigenschaften werden häufig Materialkombinationen in Form von Polymer-Blends oder Copolymerisaten eingesetzt. So lassen sich die Eigenschaftsspektren unterschiedlicher Polymergruppen gezielt kombinieren.

Für eine Charakterisierung des mechanischen Verhaltens solcher Werkstoffe ist eine genaue Kenntnis der Eigenschaften der Einzelkomponenten notwendig. Eine Charakterisierung der Einzelphasen anhand von standardisierten Zugversuchen ist allerdings nur in wenigen Fällen zielführend. Eine andere Möglichkeit bietet die Atomic Force Microscopy (AFM). Mit deren Hilfe können lokale Eigenschaften auf Nano-Ebene im Verbundmaterial charakterisiert werden. Mit der gleichen Methodik können auch Nano-Indentation-Tests durchgeführt werden, mit welchen weitere Informationen über die lokalen mechanischen Eigenschaften ermittelt werden können.

Deine Aufgabe wird es sein, in einer Literaturrecherche die Möglichkeiten der AFM hinsichtlich der mechanischen Charakterisierung von Nano-Verbundmaterialien auf der Mikroebene zu identifizieren und die dafür notwendigen Untersuchungen und Auswertungsmethoden zu beschreiben.

Die Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt:
Mit Deiner Abschlussarbeit trägst Du zu einem Projekt bei, in dem das anisotrope Materialverhalten von Thermoplastischen Elastomeren charakterisiert und modelliert werden soll. Dafür wird das richtungsabhängige Verhalten hergestellter Probekörper zunächst charakterisiert. Um die mechanischen Wechselwirkungen besser zu analysieren, werden Simulationen auf mikroskopischer Ebene durchgeführt. Zuletzt wird ein neues oder modifiziertes Werkstoffmodell abgeleitet, welches die materialspezifischen Eigenschaften realistisch abbilden kann.

Zielsetzung:
Ziel Deiner Arbeit ist es, die Möglichkeiten und Methoden zur lokalen Charakterisierung der Mechanischen Eigenschaften von Nanokompositen mittels AFM aufzuzeigen.

Deine Aufgabenstellung:

Für eine Bachelorarbeit bearbeitest Du folgende Aufgabenstellungen

  • Einarbeitung in die Thematik der AFM und Nano-Indentation
  • Literaturrecherche zu den Möglichkeiten der mechanischen Charakterisierung mittels AFM
  • Identifizierung üblicher Vorgehensweisen und Methodiken

Für eine Masterarbeit bearbeitest Du folgende Aufgabenstellungen

  • Einarbeitung in die Thematik der AFM und Nano-Indentation
  • Literaturrecherche zu den Möglichkeiten der mechanischen Charakterisierung mittels AFM
  • Identifizierung üblicher Vorgehensweisen und Methodiken
  • Durchführung erster Versuche und Tests am AFM

Dein Profil

  • Interesse an mikroskopischen Untersuchungen und dem mechanischen Verhalten von Kunststoffen
  • Technisches oder naturwissenschaftliches Studium (Kunststofftechnik, Maschinenbau, Materialwissenschaften, CES, etc.)
  • Eigenständiges und gewissenhaftes Bearbeiten von komplexen Problemstellungen

Du hast Interesse an einer spannenden Fragestellung für Deine Abschlussarbeit mit schneller Bearbeitungszeit? Dann melde Dich bei mir. Den genauen inhaltlichen Umfang und den Zeitplan stimmen wir individuell miteinander ab.

Dein Ansprechpartner:

Noah Mentges, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-28357
E-Mail: noah.mentges@ikv.rwth-aachen.de